Rockwell saiakuntza

Rockwell saiakuntza metalezko materialen gogortasuna neurtzeko erabiltzen den saiakuntza bat da, ISO6508-2 arauari jarraituz gauzatu beharrekoa. Gogortasuna materialek duten berezko propietatea da. Material baten gogortasuna honela definitu ohi da: materialak deformatzeko erakusten duen erresistentzia, beste gorputz bat bere gainazalaren kontra bultzatzean. Beste modu batean esanda, bere kontra eginiko indarraren eraginez markarik ez agertzeko materialak erakusten duen erresistentzia da gogortasuna.

XX. mende hasieran, ikerlariak konturatu ziren lotura estua zegoela gogortasunaren eta pieza edo makina desberdinetan agertzen ziren akats mekanikoen (adibidez, gainazal-akatsak) artean. Hortaz, gogortasunaren ezaugarriak aztertzen hasi ziren.

Aztertzen hasi bezain laster, material desberdinen gogortasuna neurtzeko saiakuntza bide desberdinak asmatu ziren. Lehenengoa Brinell saiakuntza izan zen, 1904an, hain zuzen. Dena den, aztarna handiak uzten zituen, eta oso motela zen. Gainera, ez zen eraginkorra gogortze-tratamenduak zituzten burdinen kasuan (tresna-altzairuak, altzairu aleatuak, aleazio desberdinak, …).

Ondorioz, 1914an, Hugh M. Rockwellek eta Stanley P. Rockwellek Rockwell saiakuntza-makina asmatu zuten. Horri esker, guztiz aldatu ziren gogortasun-neurgailuak. Izan ere, makina honek saiakuntza desberdinak egitea ahalbidetzen zuen (zapaltzaile motaren arabera). Horrela lortutako emaitzak adierazteko eskala desberdinak sortu zituzten; eta horri esker, balio askoz ere zehatzagoak lortu zituzten.

 Saiakuntzaren oinarri teorikoa 
Aztertu nahi dugun materialaren gainazalean aztarna bat egitean datza Rockwell saiakuntza. Horretarako, zapalgailua deritzon gogortasun handiko pieza esferiko edo koniko bat erabiltzen da. Horretaz gain, aztertu nahi dugun materialez eginiko probeta bat erabiltzen da. Probeta honek dimentsio zehatz batzuk izan behar ditu, ISO6508-2 arauan jasota daudenak.

Zapalgailua diamantezko konoa izan daiteke, edo, bestela, wolframio-karburozko esfera. Hasieran, altzairuzkoa zen, baina hau bigunegia geratu zen. izan daiteke. Zapalgailua makinan muntatuta doa, saiakuntza-probeta kokatzen den gainazalaren gainean. Karga bat aplikatzen denean, zapalgailua probetaren aurka estutzen dugu. Azkenik, karga kendu eta zapalgailuak utzitako aztarnaren diametroa neurtzen dugu, h deritzona.

 Emaitzen adierazpenak  

Hainbat eskala daude Rockwell saiakuntzan lortutako emaitzak adierazteko. Eskala bakoitzak emaitzak adierazteko modu desberdin bat dauka.
 Diamantezko konoa (A, C eta D eskalak): HR sinboloaz adierazten da, eskalaren letra adierazgarria amaieran gehituz. Adibidez: 59 HRC (59-ko Rockwell gogortasuna C eskalan neurtua)
 Burdin edo karburozko esfera (B, E, F, G, H eta K eskalak): HR sinboloaz adierazten dira. Amaieran, eskalaren letra adierazgarria eta erabilitako zapalgailua adierazten duen letra bat gehitzen zaio (W karburozkoentzat eta S burdinazkoentzat). Adibidez: 60 HRBW (60-ko Rockwell gogortasuna B eskalan adierazia eta karburozko esfera batekin burutua).
Ohiko eskalakRockwell 
gogortasun-eskalaGogortasun-
sinboloaZapalgailu
motaHasierako 
karga

F0 [N]Karga

gehigarria

F1 [N]Saiakuntzarako
karga totala

F [N]Aplikazio-tartea
(Rockwell gogortasun-

saiakuntzarako)A
B

C

D

E

F

G

H

KHRA

HRB

HRC

HRD

HRE

HRF

HRG

HRH

HRKDiamantezko konoa

1,5875 mm-ko esfera

Diamantezko konoa

Diamantezko konoa

3,175 mm-ko esfera

1,5875 mm-ko esfera

1,5875 mm-ko esfera

3,175 mm-ko esfera

3,175 mm-ko esfera98,07
98,07

98,07

98,07

98,07

98,07

98,07

98,07

98,07490,3
882,6

1373

882,6

882,6

490,3

1373

490,3

1373588,0
980,7

1471

980,7

980,7

588,4

1471

588,4

147120 -88 HRA
20-100 HRB

20-70 HRC

40-77 HRD

70-100 HRE

60-100 HRF

30-94 HRG

80-100 HRH

40-100 HRK
 Gainazal-gogortasun saiakuntzetarako diamantezko konoa (N eskala): gainazal-gogortasun hau HR sinboloaz adierazten da, amaieran zenbaki bat (aplikaturiko karga totala aipatzen duena) eta N eskalaren letra adierazgarria gehituz. Adibidez: 70 HR30N (70-eko Rockwell gainazal-gogortasuna 30N eskalan neurtua, aplikaturiko karga totala 294,2 newtonekoa delarik).
 Karburozko esfera (T eskala): gogortasun mota hau HR sinboloaz adierazten da, amaieran zenbaki bat (aplikaturiko karga totala aipatzen duena), T eskalaren letra adierazgarria eta erabilitako zapalgailu mota adierazten duen letra gehituz (S burdinazkoentzat eta W karburozkoentzat). Adibidez:40 HR30TS (40-ko Rockwell gainazal-gogortasuna 30T eskalan neurtua, aplikaturiko karga totala 294,2 newtonekoa delarik; burdinazko esfera erabilita).
N eta T eskalakRockwell 
gogortasun-eskalaGogortasun-
sinboloaZapalgailu
motaHasierako 
karga

F0 [N]Karga

gehigarria

F1 [N]Saiakuntzarako
karga totala

F [N]Aplikazio-tartea
(Rockwell gogortasun-

saiakuntzarako)15N
30N

45N

15T

30T
45THR15N
HR30N

HR45N

HR15T

HR30T
HR45TDiamantezko konoa
Diamantezko konoa

Diamantezko konoa

1,5875 mm-ko esfera

1,5875 mm-ko esfera
1,5875 mm-ko esfera29,42

29,42

29,42

29,42

29,42
29,42117,7
264,8

411,9

117,7

264,8
411,9147,1

294,2

441,3

147,1

294,2
441,370-94 HR15N
42-30 HR30N

20-77 HR45N

67-93 HR15T

29-82 HR30T
10-72 HR45T

 Saiakuntzarako makina 

Saiakuntzarako makinak irizpide jakin batzuk bete behar ditu, ISO6508-2 arauan jasota datozenak. Makinak bete behar dituen baldintza garrantzitsuenak hurrengo hauek dira: makina gai izan behar da eskalen taulan agertzen diren karga guztiak eragiteko. Bestalde, makinen puntan diamantezko konoarekin 120ºko angelua eta 0,2 mm-ko kurbadura-erradioa izan behar du. Berriz, burdin edo karburozko esfera erabiltzen denean, 1,5875 edo 3,175 mm-ko diametroa izan behar du soilik. Gainera, makinak neurgailua izan behar du.

 Saiakuntza-probeta 

Saiakuntza-probeta aztertu nahi dugun materialez eginiko pieza bat da. Probetak Rockwell saiakuntzaren arauan jasota dauden neurriak izan behar ditu. Probetaren aurpegi batean, aztarna bat egiten da lehen aipatu ditugun zapalgailuak erabiliz. Zapalgailuak utzitako aztarnaren arabera materialaren gogortasuna jakingo dugu.

Kontrakoa eskatzen ez bada, probetaren gainazala guztiz laua izan behar da. Gainera, probetaren gainazalak gogortasun-balio minimo bat izan behar du. Saiakuntzaren ondoren, aztarnaren kontrako aldean ez da deformaziorik azaldu behar.

 Prozedura 

Saiakuntza hau, lehen aipatutako ISO6508-2 arauaren arabera egin behar da. Beraz, jarraitu beharreko prozedura ere, arau horretan azalduta dator, pausuz-pausu. Gainera, saiakuntza egiten dugun inguruneak baldintza konkretu batzuk bete behar ditu.

Hasteko, saiakuntza giro-tenperaturan burutu behar da; hau da, 10 eta 35 °C bitartean. Saiakuntza baldintza kontrolatuetan burutu behar badugu, 23 ± 5 °C-tan egin beharko dugu.

Gero, probeta euskarri finko baten gainean kokatzen da. Deformatu beharreko aurpegia esferaren zentroidea zeharkatzen duen ardatzarekiko plano normalean finkatuta egon behar da (saiakuntza bitartean probeta mugitu ez dadin). Probeta zilindrikoa izatekotan, V formako blokeak erabili behar dira, ondo finkatuta gera dadin. Hasteko, zapalgailua saiakuntza-probetaren gainazalarekin kontaktuan jartzen da. Orduan, behin-behineko indarra (P0) aplikatzen da, oszilazioak eta bibrazioak ekidituz, deformazio elastikoa kentzeko eta emaitza egokiak lortzeko. Karga hau, gehienez 3 segunduz aplikatuko dugu.

Ondoren, oszilazioak eta bibrazioak ekidituz, neurgailuak datuak jasotzeko posizioan jarri eta indarra handituko dugu, behin-betiko baliora heltzen denera arte (P). Karga hau 1 eta 8 segundu bitartean aplikatu beharko dugu. Behin denbora-tarte hau pasatuta, behin-betiko karga kendu, eta behin-behinekoa aplikatuta utziko dugu probeta egonkortu arte. Momentu honetan, makinak ematen digun balioa hartuko dugu, eta arrastoaren sakonera neurtuko dugu (h).

Rockwell gogortasuna hurrengo formularen bitartez kalkulatzen da, h, N eta S direlakoen balioak erabiliz.

Rockwell gogortasuna 

Saiakuntza egitean, kontuan izan behar dugu eskala bakoitzak N eta S balio ezberdinak dituztela.

A, C eta D eskalentzako: Rockwell 

B, E, F, G, H eta K eskalentzako: Rockwell 
N eta T eskalentzako: Rockwell 

 Erreferentziak 

 Bibliografía 
 Rockwell saiakuntzaren araua da, ISO6508-2 araua hain zuzen: AENOR. 2000. Materiales metálicos. Ensayo de dureza Rockwell. Madrid : AENOR, 2000.
 Gogortasunari buruzko informazio orokorra: Callister, William D. 2010. Materialen zientzia eta ingeniaritza. Bilbo : Euskal Herriko Unibertsitateko argitalpen zerbitzua, 2010.

 Kanpo estekak 

Kategoria:Materialen zientzia